RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS.

Recubrimiento para cuerpos cerámicos que comprende en su composición una mezcla de óxidos provenientes de fritas,

materias primas, aditivos, colorantes y como elementos sustanciales de dicha composición unas partículas de diferentes coeficientes de dilatación que puedan presentar cambios de fase durante la etapa de cocción y pueden presentar distinta morfología y tamaños de partícula comprendidos entre 20 y 500 micras si bien es preferible un tamaño de partícula comprendido entre 50 y 350 micras en donde la composición de dichas partículas comprende al menos uno de los siguientes tipos de óxidos; óxidos cerámicos del tipo óxido de cinc, óxido de silicio, óxido de zirconio, óxido de itrio, óxido de hafnio u óxido de cerio.

RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS

La presente invención se refiere a un recubrimiento para cuerpos cerámicos y el cuerpo obtenido por la aplicación de dicho recubrimiento cuya característica es que tras el proceso de cocción se produce la formación de microgrietas en dichos recubrimientos, que le otorgan unas características estéticas particulares similares a las que presenta el “cuarzo iris” o “cuarzo rainbow”.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

El recubrimiento de los soportes cerámicos confiere a las piezas la decoración o características técnicas que permiten dotarlos de diferenciación y valor añadido.

La iridiscencia, fenómeno por el cual el tono de la luz varía de acuerdo al ángulo desde el que se observa una superficie, es uno de los fenómenos de más belleza y se debe a la interacción de la luz con ciertas inclusiones o defectos estructurales en los materiales.

El efecto multicolor que da lugar a la iridiscencia es causado por difracción al pasar la luz blanca a través de pequeños espacios como poros o hendiduras o atravesar finas capas de material con diferente índice de refracción ya que actúan como primas separando la luz blanca en todos los colores del espectro.

Se produce cuando la luz entra en un medio en el cual se producen múltiples reflexiones debido a la presencia de muchas superficies semitransparentes, donde los cambios de fase e interferencias de las reflexiones modulan la luz por la amplificación o atenuación de las diferentes frecuencias.

Cuando dos ondas ópticas se encuentran el espacio, si estas tienen la misma longitud de onda pueden interactuar reforzándose si están en fase o eliminándose.

Si coincide la cresta de una onda con la cresta de la otra onda se dice que las ondas están en fase y se obtiene una máxima amplitud como suma de amplitudes de las ondas individuales produciéndose una interferencia constructiva.

Cuando la cresta de una onda coincide con el valle de la otra se produce el efecto contrario, interferencia destructiva.

Las longitudes de onda de un color rebotan en diferentes líneas coincidiendo o solapándose con los reflejos, perdiéndose algunos colores o reforzándose otros, dependiendo a la vez del ángulo desde el que se miren.

Este fenómeno de iridiscencia está presente, entre otros, en minerales del tipo de Labradurita, ágatas u ópalos. En algunas patentes se citan diferentes metodologías para obtener el efecto decorativo tipo “iris” o “rainbow”. 5 La patente JP200034145 utiliza en superficie esferas de vidrio recubiertas de un film de dióxido de titanio. La patente JP7149585 propone el pulido de ciertas zonas de las baldosas y su posterior recubrimiento con una resina metálica. La patente JP5269953 se refiere al uso de un film transparente al que se adicionan 10 partículas de oro, plata, aluminio, mica y cerámica seguidas de una capa de adhesivo.

En la patente CN101973711 se describe la preparación de un vidriado a partir de un medio orgánico junto con un compuesto metálico soluble y un adhesivo orgánico aplicable a cerámica, porcelana y otros sustratos para obtener una fina capa metálica con efectos estéticos tipo iridiscencias o “rainbow”.

En la patente KR20040080628 este tipo de efectos se consiguen sobre baldosas cerámicas con la ayuda de un plasma equipado con electrodos de titanio. Hay otros minerales en los que la iridiscencia realmente revela un defecto como por ejemplo en el “cuarzo iris” o “cuarzo rainbow”, en el cual la presencia de microscópicas grietas o hendiduras son las responsables de la belleza de dicho cuarzo. 20 El cuarzo es el mineral más difundido en la naturaleza y está formado por óxido de silicio.

Cuando su variedad incolora (cristal de roca) presenta una difusa y fina fracturación puede aparecer iridiscencia debido a fenómenos de interferencia entre la luz incidente y las burbujitas de gas o de líquidos presentes en las propias fracturas, siendo conocido como

cuarzo iris. Si la fracturación es en particular muy marcada, puede comportarse como un prisma óptico que descompone la luz en sus colores básicos. Los cristales de cuarzo pueden presentar fisuras o microgrietas muy finas y a menudo rellenas de aire aptas para reflectar, a ambos lados, la luz que las atraviesa.

Si la anchura de dicha fisura es del mismo orden de magnitud que la de la longitud de onda de la luz incidente, los rayos reflectados producen interferencia (partes del espectro se eliminan y la luz reflectada es multicolor) .

El color depende de la anchura de la grieta y del ángulo con el que la luz atraviesa dicha grieta por lo que al no ser igual en todos los puntos la anchura de estas fisuras, se producen reflexiones de diferentes colores tipo arco iris produciendo la iridiscencia.

Se conocen otras patentes cuyo objetivo es la obtención de microgrietas si bien 5 difieren de las que aquí se pretenden.

En la patente WO2006045130, se pretende la generación de microfisuras con el objetivo de poder cortar vidrios. En la patente ES2168148 se describe un procedimiento para la realización de una zona 10 de rotura prevista en un cuerpo de vidrio creando un anillo de rotura mediante la generación en dicha zona de microfisuras por exposición a radiación láser.

En otros trabajos se asume que las microestructuras que tienen microgrietas residuales son útiles en las situaciones que se requiere resistencia al choque térmico y aumentan la resistencia a la fractura de dichos materiales.

Así por ejemplo, en la patente WO2011150145 se describe un cuerpo cerámico poroso con estructura de nido de abeja diseñado para ser utilizado como filtro de gases de combustión en automóviles.

Dicho cuerpo cerámico es una matríz de cordierita que se somete a tratamientos térmicos para provocar microgrietas controladas y cambios en el coeficiente de expansión del 20 material con el objetivo de aumentar la resistencia a la rotura de estos materiales.

En la patente US4775648 se describen cuerpos cerámicos sinterizados y calcinados para ser utilizados como materiales refractarios en los que se busca un sistema de microgrietas uniformemente distribuido en dichos cuerpos cerámicos.

En la patente US4506024 se describe el proceso de producción de cuerpos cerámicos 25 utilizados en la construcción de piezas de ingeniería que van a ser sometidas a altas temperaturas para las cuales se necesita un alta densidad y elevada fuerza de rotura.

Para la producción de estos cuerpos se plantea la formación de una matríz cerámica que contiene preferiblemente óxido de aluminio, mullita, espinela, nitruro de silicio, óxido de Itrio y/o oxido de zirconio parcialmente estabilizado con óxido de magnesio y/o óxido de Itrio,

libre de microgrietas y en la que el dióxido de zirconio se encuentra predominantemente en forma tetragonal, a la que se incorpora unas zonas de compresión en forma de aglomerados formadas por la matríz cerámica y al menos una fase de otro material cerámico dispersado en

la matríz cerámica consistente en partículas de dióxido de zirconio que presenta predominantemente cristalización monoclínica a temperatura ambiente.

El cuerpo cerámico se conforma mediante procesos de mezclado, prensado y sinterización.

Durante el proceso de sinterización y debido a las transformaciones de fase de las partículas de dióxido de circonio se generan las microgrietas que hacen que se incremente la resistencia a la fractura del material.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

En la presente invención se pretenden obtener piezas cerámicas cuyo recubrimiento superficial presente efectos estéticos similares a los del cuarzo iris para lo cual, mediante composiciones y procesos se buscará la obtención de microfisuras.

En materiales cerámicos, las microgrietas se inician debido a cambios de temperatura durante el enfriamiento como consecuencia de un aumento del estrés residual, causado fundamentalmente por la expansión térmica anisotrópica de los materiales y por las transformaciones de fase que van acompañadas a cambios de volumen.

a) Formación de microgrietas debidas al estrés residual provocado por transformaciones o cambios de fase.

Estas transformaciones conllevan a reordenamiento de átomos asociados a cambios de volumen.

Debido a los cambios de temperatura durante la cocción, se producen modificaciones en la estructura cristalina de los materiales, variando las distancias...

1. RECUBRIMIENTO PARA

a) Las partículas comprenden, a su vez, al menos uno de los siguientes óxidos: óxido de zinc, óxido de silicio, óxido de zirconio, óxido de itrio, óxido de hafnio u oxido de Cerio y sometidas a una temperatura entre 1000º y 1300º, preferiblemente entre 1100º y

1250º durante un tiempo de entre 30 y 120 minutos, presentan cambio de fase.

b) Los óxidos preferiblemente provienen de fritas, materias primas, aditivos o

2. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS según reivindicación 1 caracterizado por que las partículas tienen un tamaño entre 20 y 500 micras y preferiblemente entre 50 y 350 micras.

3. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS según reivindicación 1 caracterizado por que las partículas son polimorías, es decir que aún teniendo la misma composición, presentan morfologías distintas.

4. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS según reivindicación 1 caracterizado por que las partículas son preferiblemente esferas cerámicas con un contenido en óxido de zirconio mayor del 50% en peso, esferas cerámicas de óxido de zirconio estabilizadas con óxido de itrio, esferas cerámicas de óxido de zirconio estabilizadas con cerio o una mezcla de los tres tipos de esferas cerámicas dichos.

5. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERÁMICOS conforme reivindicación 1 caracterizado por que tras su cocción presenta una estructura de microgrietas.

6. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS conforme reivindicación 6 caracterizado por que la estructura de microgrietas es apta para obtener efectos ópticos.

7. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS conforme reivindicación 1 caracterizado por que se presenta en forma de polvo, suspensión en medio orgánico o inorgánico, frita, granulado, paletizado, sinterizado o atomizado.

8. RECUBRIMIENTO PARA CUERPOS CERAMICOS conforme reivindicación 1 caracterizado por que comprende colorantes.

9. PIEZA CERAMICA OBTENIDA MEDIANTE EL USO del recubrimiento expuesto en las reivindicaciones 1 a 9 caracterizada por que presenta una superficie en la que, por la existencia de microgrietas, se generan efectos ópticos, por ejemplo, variaciones del tono de luz en función del ángulo desde el que se observa dicha superficie o efectos multicolor.

Figura 1